12图像编码（二）.ppt

哈夫曼编码 香农-范诺编码 等值线编码 行程编码 LZW编码 算术编码 JPEG编码 作业 有如下信源 X： 其中：P1=0.20, P2=0.09, P3=0.11, P4=0.13, P5=0.07, P6=0.12, P7=0.08, P8=0.20。 试将该信源编为Huffman码，并计算信源的熵、平均码长、编码效率及冗余度。 试将该信源编为Shannon-Fano码，并计算信源的熵、平均码长、编码效率及冗余度。 Terms Image compression:图像压缩 Image coding:图像编码 Encoding: 编码 Decoding: 解码，译码 Cryptography: 密码学 Decompression: 解压 Encoder: 编码器 Decoder: 解码器 Redundant: 冗余的 Terms Irrelevant: 不相干的 Compression ratio: 压缩比 Dictionary-based encoding techniques: 基于字典的编码技术 Statistical encoding method: 统计编码方法 Lossless image compression: 无损图像压缩 Reversible encoding: 可逆编码 Error-free encoding: 无误差编码 Information preserving encoding: 信息保持编码 Terms Lossy image compression: 有损图像压缩 Fidelity: 保真度 Encoding model: 编码模型 Information: 信息 Source of messages: 信源，消息源 Memoryless source of messages: 无记忆信源 Memory source of messages: 有记忆信源 Entropy: 熵 Terms Huffman coding:霍夫曼编码 Shift code: 移位码 Run: 行程 Run length encoding (RLE): 行程编码 Contour encoding: 轮廓编码 LZW algorithm: Lemple-Ziv-Welch编码 Isoprefrence curves: 等值线，等优线 * 先对图像作分块处理，再对这些分块图像进行离散余弦变换(DCT)，对变换后的频域数据进行量化并作Z字形扫描，接着对扫描结果作行程编码，对行程编码后的结果再作哈夫曼编码。 * S1、S2为两个存放字符串的临时变量 * Code和OldCode是两个存放索引的临时变量 * 设一待编码的数据序列(即信源) * 虽然JPEG可以压缩通常的RGB分量，但在YCbCr空间的压缩效果会更好。 YCbCr411采样示意图 把采样频率最低的分量图像中一个DU所对应的图像区域上覆盖的所有各分量上的DU，按顺序编组为一个最小编码单元(MCU)。 灰度图像，只有一个Y分量，因此每个MCU只包含一个DU。 彩色图像，以4∶1∶1的采样方案为例，则一个MCU由4个Y分量的DU、1个Cb分量的DU和1个Cr分量的DU组成。 2) DCT处理　　图像数据块分割后，即以MCU为单位顺序将DU进行二维离散余弦变换（DCT）。 偏置处理：对以无符号数表示的具有P位精度的输入数据，在DCT前要减去2P-1，转换成有符号数；而在IDCT后，应加上2P-1，转换成无符号数。 对每个8×8的数据块DU进行DCT后，得到的64个系数代表了该图像块的频率成分。其中，低频分量集中在左上角，高频分量分布在右下角。系数矩阵左上角为直流(DC)系数，它代表了该数据块的平均值，其余63个系数叫做交流(AC)系数。 3) 系数量化　　在DCT处理得到的64个系数中，低频分量包含了图像亮度等主要信息。 图像中的缓慢变化比快速变化更易引起人眼的注意，所以在重建图像时，低频分量的重要性高于高频分量，因而，在编码时可以忽略高频分量，从而达到压缩的目的，这也是量化的根据和目的。 量化就是用DCT变换后的系数除以量化表中相对应的量化阶后四舍五入取整。 由于量化表中左上角的值较小，而右下角的值较大，因而起到了保持低频分量、抑制高频分量的作用。 亮度量化表 色度量化表 4) Z形扫描　　DCT系数量化后，构成一个稀疏矩阵。除了左上角的直流系数不为零外，其他系数只有少数不为零。 直流系数代表8×8子块的平均值，单独编码。为了保证低频分量先出现，高频分量后出现，以增加行程中连续“0”的个数，剩余63个元素采用Z字型扫描将其变为一维数列。 DCT系数的Z形扫描顺序 5) DC系数编码　　DC系数反映了一个8×8数据块的平均亮度，一般与相邻